Développement de ligations chimiosélectives ''click'' : applications à la synthèse de sondes fluorescentes
Auteur / Autrice : | Kévin Renault |
Direction : | Cyrille Sabot, Pierre-Yves Renard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 13/09/2018 |
Etablissement(s) : | Normandie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale normande de chimie (Caen) |
Partenaire(s) de recherche : | Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....) |
Laboratoire : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2000-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Alain Wagner |
Examinateurs / Examinatrices : Alain Wagner, Mélanie Ethève-Quelquejeu, Eléna Ishow | |
Rapporteur / Rapporteuse : Mélanie Ethève-Quelquejeu |
Mots clés
Résumé
Depuis quelques décennies, l’étude de systèmes biologiques complexes est un domaine en plein essor. Ainsi, des outils de ligation des biomolécules avec des reporters chimiques ont été mis en place afin d’avoir une compréhension toujours fine du vivant. Les ligations sont des réactions chimiques biocompatibles permettant de lier deux entités synthétiques ou biologiques entre elles. On regroupe généralement ces ligations en deux catégories, les réactions de bioconjuguaison, qui font intervenir des fonctions chimiques naturellement présentes dans les biomolécules, et les réactions bio-orthogonales qui n’interfèrent pas avec les fonctions chimiques présentes dans ces milieux, mais nécessitent en amont une modification des partenaires de réaction. Cependant, il convient de faire la distinction avec une troisième catégorie, les réactions de conjugaison chimiosélectives, qui mettent en oeuvre des fonctions non naturellement présentes sur les biomolécules. En ce sens, elles se rapprochent donc des réactions bio-orthogonales, mais les fonctions ou conditions mises en jeu ne sont pas suffisamment bio-orthogonales ou les réactions ne sont pas suffisamment rapides pour pouvoir être réalisées dans les systèmes biologiques. Ces ligations sont toutefois très utilisées pour de la construction biomoléculaire allant de la petite molécule (par exemple oligopeptide modifié) à la biomacromolécule (type protéine modifiée) et se distinguent par une facilité de mise en oeuvre et purification des conjugués, ce qui n’est pas toujours réa lisable avec l’arsenal des réactions bio-orthogonales qui conduisent à la formation de multiple isomères. Ainsi, mes travaux de thèse se sont orientés vers la découverte et/ou l’étude de ligations chimiosélectives ainsi qu’à leur utilisation dans la préparation de sondes fluorescentes voire fluorogéniques. L’étude de la ligation Kondrat’eva préalablement développée au sein du laboratoire, a permis de mettre en évidence son caractère fluorogénique, et a été exploitée pour le marquage fluorescent de molécules via une étape unique de ligation fluorogénique. Puis, le développement d’une ligation utilisant le système tétrazine/pyrazolone a été développée afin de pallier le manque de sélectivité des réactions basées sur le motif tétrazine proposées jusqu’alors, qui conduisent aux bioconjugués sous la forme d’un mélange de produits. Cette approche a été illustrée par le marquage fluorescent d’une protéine humaine. Enfin, le développement d’une nouvelle voie d’accès aux quinoxalinones a permis leur étude photophysique et la mise en évidence de propriétés fluorogéniques utilisées notamment pour la synthèse d’une biosonde.